Etude de la Capacité de diffusion

Ce chapitre est consacré à l’étude de la capacité de diffusion de la photopile éclairée par une lumière monochromatique en modulation de fréquence. Nous y proposons le module de la capacité en fonction de la vitesse recombinaison à la jonction pour différentes valeurs du taux de dopage puis de la pulsation. Nous terminons ce chapitre par l’étude des diagrammes de Bode, de Bode de la phase et de la représentation de Nyquist de la capacité. Lorsque la photopile est illuminée, les porteurs de charges photogénérés diffusent dans la base. La capacité qui apparait est alors assimilée à une capacité de diffusion, l’équation de la capacité total est alors donnée par :A la figure III.1, nous représentons le module de la capacité en fonction de la vitesse de recombinaison à la jonction pour différentes valeurs de la fréquence.

Capacité en fonction de la vitesse de recombinaison

A la figure III.1, nous représentons le module de la capacité en fonction de la vitesse de recombinaison à la jonction pour différentes valeurs de la fréquence. On constate que la capacité diminue avec Sf et avec l’augmentation de la fréquence. Cela s’explique par le fait que la vitesse de recombinaison à la jonction matérialise le flux de porteur traversant la jonction pour être collecté et participé au photocourant. A la figure III.2, nous représentons le module de la capacité en fonction de la vitesse de recombinaison à la jonction pour différentes valeurs du taux de dopage. La capacité diminue avec le dopage de la base. Cette diminution est plus nette avec les taux de dopage plus élevés. En effet, un dopage fort augmente la probabilité de recombinaison des porteurs minoritaires stockés à la jonction est important d’où la diminution de la capacité avec le dopage.

Etude des Diagrammes de Bode, de la Phase et la représentation de Nyquist de la capacité

A la figure III.3, nous représentons le diagramme de Bode de la capacité pour différentes valeurs du taux de dopage en situation de circuit ouvert. Le diagramme de Bode de la capacité montre la présence des harmoniques pour différentes valeurs du taux de dopage lorsque la photopile est en circuit ouvert. A la figure III.4, nous représentons le diagramme de Bode de la phase de la capacité pour différentes valeurs du taux de dopage en situation de circuit ouvert. Le diagramme de phase de la capacité au point de fonctionnement de circuit ouvert montre le déplacement de la fréquence de résonnance pour différentes valeurs du taux de dopage. A la figure III.5, nous représentons la représentation de Nyquist de la capacité pour différentes valeurs du taux de dopage en situation de circuit ouvert. Cette figure donnant la représentation de Nyquist de la capacité confirme les résultats des diagrammes de Bode et de Bode de la phase en circuit ouvert. Comme le point fonctionnement précédent, ici nous avons aussi des harmonies lorsqu’on en court-circuit. Nous remarquons ici que la phase de la capacité en court-circuit montre une alternance des fréquences de résonnance.

Effet du taux de dopage et de la fréquence est présenté à travers le profil de la capacité en fonction de la vitesse de recombinaison à la jonction indiquant les situations de de fonctionnement de circuit ouvert et de court-circuit de la photopile. La capacité croit avec le taux de dopage, de même que la fréquence. En partant du fonctionnement de circuit ouvert au court-circuit, la capacité de la photopile décroit et confirme l’extension de la zone de charge d’espace. Aussi à travers le diagramme de Nyquist de la capacité, cette variation est observée, par un déplacement horizontalement (court-circuit) et verticalement (circuit-ouvert) du centre des cercles. Etude de la capacité de la photopile à jonction verticale série au silicium cristallin, sous éclairement monochromatique en modulation de fréquence et pour différents taux de dopage de la base a été effectuée :

Masse Samba Diop, Hamet Yoro Ba , Ndeye Thiam, Ibrahima Diatta, Mamadou Lamine Ba, Youssou Traore, Mamadou Lamine Ba, El Hadji Sow, Oulymata Mballo And Grégoire Sissoko, (2019) Surface recombination concept as applied to determinate silicon solar cell base optimum thickness with doping level effect. World Journal of Condensed Matter Physics, 9, 102-111, http://www.scirp.org/journal/wjcmp [2] Gora Diop, Hamet Yoro Ba, Ndeye Thiam, Youssou Traore, Babou Dione, Mamour Amadou Ba., Pape Diop, Masse Samba Diop , Oulimata Mballo and Gregoire Sissoko Base Thickness Optimization Of A Vertical Series Junction Silicon Solar Cell Under Magnetic Field By Theconcept Of Back Surface Recombination Velocity Of Minority Carrier ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, VOL. 14, NO. 23, pp.4078-4085, December 2019 [3] Mamadou Lamine Ba, Ndeye Thiam, Moustapha Thiame, Youssou Traore, Masse Samba Diop, Mamour Ba, Cheikh Tidiane Sarr Mamadou Wade and Gregoire Sissoko.